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专题1第三单元金属的腐蚀和防护只有铁制品会生锈吗？铁器品易生锈除了金、铂之外，大多数金属都会发生腐蚀。铜的表面形成“铜绿”；银饰表面失去光泽。为什么要关注金属的腐蚀和防护？损失有时是无可估计的。例如：工厂停产、桥梁或建筑物损坏甚至坍塌、地下管道泄漏或导致其他安全事故。据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，约占各国国内生产总值（GDP）的2%~4%，超过地震等自然灾害造成的损失的总和．金属的电化学腐蚀•[阅读教材P23，回答]1、什么是金属的腐蚀？2、金属的腐蚀的本质是什么？3、金属的腐蚀可分为哪几类？一、金属的腐蚀1、什么是金属腐蚀？指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2、金属腐蚀的本质是什么?是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。M-ne-=Mn+3、金属腐蚀的类型有哪些？金属与其他物质(如SO2、Cl2、O2等)直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。不纯的金属或合金在跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，使比较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。化学腐蚀：电化学腐蚀：(次要)(更普遍、腐蚀速率更大)——根据与金属接触的介质不同我们知道，钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢。那么，空气中的氧气和水是怎样使钢铁生锈的呢？P23你知道吗？钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。钢铁潮湿空气水膜CO2、SO2、H2S电解质溶液（H+)铁C又根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。原电池故溶液常呈弱酸性。析氢腐蚀吸氧腐蚀二、钢铁的电化学腐蚀1、铁粉中加入炭粉有何作用？两装置中均能形成原电池吗？2、两装置中的实验现象有何不同？产生差异的可能原因？实验：aFe+C氯化钠溶液Fe+C稀醋酸溶液观察水柱的变化与试管中的现象。P23[活动与探究]b实验编号ab所用电解质NaClCH3COOH主要实验现象原因分析腐蚀类型右侧导管内液面上升右侧导管内液面下降有气体参与反应(O2)有气体生成(H2)发生吸氧腐蚀发生析氢腐蚀二、钢铁的电化学腐蚀二、钢铁的电化学腐蚀1.吸氧腐蚀（酸性很弱或中性环境）O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe-4e-=2Fe2+4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O负极——正极——FeC（氧化反应）（还原反应）电池反应式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2然后,Fe(OH)2被进一步氧化，铁锈的主要成分吸氧腐蚀二、钢铁的电化学腐蚀2.析氢腐蚀（酸性较强的环境）Fe-2e-=Fe2+Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O（铁锈）负极——正极——FeC电池反应式：然后，随着氢气的析出，溶液的pH上升，Fe2++2OH-==Fe(OH)22H++2e-=H2↑（氧化反应）（还原反应）Fe+2H+==Fe2++H2↑析氢腐蚀钢铁的两种电化学腐蚀的比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(-)正极C(+)总反应联系水膜呈较强酸性水膜呈中性、弱酸性或碱性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e－=H22H++Fe=Fe2++H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时)；若pH5.6时则为析氢腐蚀。练习：如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈________性，发生_____腐蚀，电极反应式为：负极：____________,正极：______________________；（2）若液面下降，则溶液呈___性，发生______腐蚀，电极反应式为：负极：___________正极：______________________。中性或碱吸氧2Fe–4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸析氢Fe–2e－＝Fe2+2H++2e-＝H2↑P25交流与讨论铁生锈除了必须有空气和水的参与之外，还受其他因素的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。1.相对于在内河行驶的轮船来讲，海轮更容易被腐蚀。因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。2.1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现.由于南极的温度常年在0℃以下，说明在较低温度下，腐蚀较不易进行.3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，而铁比铜活泼，作原电池的负极，易被腐蚀而生锈。电极材料的影响4.当化工厂排出的废气为酸性时，工厂附近的钢铁设施容易生锈。电解质溶液为酸性，pH较小时，析氢腐蚀更容易进行。P25金属的电化学防护完成表1-5表1-5防止金属腐蚀的措施和原理防止金属腐蚀的措施能防止金属腐蚀的原理表面覆盖保护层，隔绝空气和水你能举出其他类似的例子吗？在金属制品表面镀一层其他金属健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面包上一层塑料层自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr1、在金属表面覆盖保护层涂油或刷油漆、加塑料层、镀不活泼金属……三、钢铁的电化学防护3、电化学保护法(利用原电池原理)2、改变金属的内部组织结构添加其他元素形成耐腐蚀合金（如制成不锈钢）（1）牺牲阳极保护法（2）外加电流的阴极保护法（1）牺牲阳极保护法：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而阳极的活泼金属则受到腐蚀。3、电化学保护法(利用原电池原理)这种方法常用于保护海轮外壳、水中的钢桩、水中钢铁闸门等。用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块用牺牲锌块的方法来保护钢闸们，锌块必须定期更换将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极，用惰性电极做阳极，在海水中，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使其表面累积大量负电荷，抑制其失去电子，阻止其被腐蚀。。（2）外加电流的阴极保护法：这种方法常用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。阳极（惰性电极）外加电流的阴极保护法示意图马口铁和白铁皮用的是哪种方法防腐？哪种铁更不容易被腐蚀？马口铁即镀锡铁皮。防腐原理：都是在金属表面覆盖保护层。白铁皮即镀锌铁皮。当镀层被破坏时，哪一种情况下，铁较不容易被腐蚀？白铁皮（即镀锌铁皮）中的铁较不容易被腐蚀。马口铁（镀锡铁皮）白铁皮(镀锌铁皮)形成Fe-Sn原电池形成Fe-Zn原电池先腐蚀铁而易出现透孔现象先腐蚀锌保护铁金属腐蚀全部有害吗？阅读课本［拓展视野］2）利用腐蚀防腐1）电路板的印制四、金属腐蚀原理的应用如将铝片浸入浓硫酸或浓硝酸中使其生成致密氧化膜而钝化。操作：在铜片需要刻蚀的地方蘸上Fe3+溶液，将铜单质氧化成铜离子，反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+如将铁放入NaOH和NaNO3混合溶液中使其生成致密氧化膜而防止腐蚀。未经烤蓝处理经过烤蓝处理1、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（）A、Fe–2e-=Fe2+B、2H++2e-=H2↑C、4OH--4e-=2H2O+O2↑D、2H2O+O2+4e-=4OH-D2、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）A、②①③B、③②①C、②③①FeFeFeSnZnA3.下列事实不能用电化学理论解释的是()A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B、铝片不用特殊方法保护C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、镀锌铁(在铁上镀一层锌)比镀锡耐用B4、下列叙述正确的是（）A.锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率B.镀层破损后，白口铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀C.家用炒菜铁锅出现锈斑原因是发生了化学腐蚀D.吸氧腐蚀时正极放出氧气，析氢腐蚀时正极放出氢气E.化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率，析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍A5、下列防腐措施中，属于电化学保护法的是（）A.用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍制成合金C.在轮船的船壳水线以下部分装上一些锌D.金属表面喷漆C6、下列各组金属均有导线相连，并插入稀硫酸溶液中，其中铁被腐蚀的速度由快到慢的顺序是（）①Fe-Fe②Fe-Sn③Fe-Zn④Cu-FeA.②①③④B.③②④①C.④②③①D.④②①③D7.分析右图，按要求写出有关反应方程式：(1)铁棒上的电极反应式为：(2)碳棒上的电极反应式为：2Fe–4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(3)溶液中发生反应的化学方程式：